JPH0444054A - 非磁性トナー及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子写真法、静電印刷法などで形成される静
電荷潜像を現像する工程を有する現像方法に於いて用い
られる非磁性トナーに関する。

［従来の技術］ ＵＳＰ　３８６６．５７４　、　ＵＳＰ　３，８９０，
９２９及びＵＳＰ３．８９３，４１８などにおいて、潜
像保持体とドナ（トナー担持体）をある間隙を設け、こ
れらに非対称の交流パルスバイアスを印加し、高抵抗−
成分トナーの飛翔を制御する提案がなされている。その
時の波形の模式図を第１図に示す。内容的には、潜像保
持体とドナーの間隙は５０μｍ〜５００μｍ　、周波数
は１．５　Ｋ　〜］−０１（Ｈｚ　、現像時間は１０Ｉ
Ｊ、ｓｅｃ＜　ＴＡ＜　２００ｐｓｅｃ　、はぎ取り時
間は］０Ｏ１ｔｓｅｃある。この方式により非画像部に
トナー粒子の飛翔付着を防止し、かつ階調性とライン再
現性を向上させている。第２図に上述の模式図を示す。

上記従来例のように、非画像部にトナーの付着を防止す
るために、交番バイアス電圧の絶対値を低く抑え、さら
に現像側電圧を小さくする現像方法では、十分な画像濃
度を得られない場合がある。

一方、高抵抗−成分現像剤（体積抵抗１０゛０Ωｃｍ以
上）を用いる潜像現像法として、インプレッション現像
法（ＵＳＰ　３，４０５，６８２号明細書等）、ジャン
ピング現像法（特開昭５５−１８６５６〜１８８５９号
公報等）などが知られており、特にジャンピング現像法
はトナー担持体と潜像保持体との最接近部である現像領
域でトナー担持体とン替像保持体との間に印加された交
流バイアス電圧によりトナーがトナー担持体と潜像保持
体との間を往復運動し、最終的に潜像パターンに応じて
選択的に潜像保持体面に径行付着し、顕像化される。こ
れらのデユーティ比は５０％で現像側時間と逆現像側時
間が同一である（第３図参照）。

また、前記ジャンピング現像法に関する特許で画像濃度
調整のため、現像剤の残量に応じてトナー担持体と潜像
保持体との間に印加される交流バイアス電圧のデユーテ
ィ比を制御するものもある（特開昭６０−７３６４７公
報等）。

ここて「交流バイアス電界のデユーティ比Ｊは下式のよ
うに定義する。

ａ：電界極性が正・負交互に周期的に変化する交流バイ
アスの１周期分に於て、トナーを潜像保持体側へ移行さ
せる方向の極性の電界成分（現像側バイアス成分）の印
加時間。この時直流バイアス電界は除去している。

ｂ＝逆にトナーを潜像保持体側から引き離す方向の極性
の電界成分（逆現像側バイアス成分）の印加時間。

また現像側バイアス成分とは、潜像保持体の潜像電位を
Ｖｓとし、用いるトナーの極性を負とした際の第４図に
おけるａの部分のことをいい、逆現像側バイアス成分と
は第４図におけるｂの部分のことをいう。

前記従来例に関しては、この現像法の場合、現像側バイ
アス電圧が大きいため、ベタ潜像（高電位領域）の現像
性は高い一方で、低電位領域の逆現像側バイアスが大き
いため、現像されたトナーが過剰にはぎ取られ階調性の
ない画像となる傾向かある。

またその電圧（００分及びＡＣ（Ｖｐｐ＆周波数））設
定の許容範囲か狭い。すなわち、電圧を調整（００分を
下げるｏｒＡＣ分を上げる等）し、濃度を上げようとす
ると、地肌汚れ（白地カブリ）が生じてしまう。ＡＣの
周波数を高めると白地カブリには有効だが、文字やライ
ンの再現性が劣って（細って）しまう。

これまでに挙げた現像法を改良する手段として、現像側
バイアス印加の際、その現像電界を高くし、そして現像
側時間を短時間に設定することにより画像濃度が高く、
階調性が得られ、カブリのない画像が得られるようにな
る。

しかしながら、このような現像法を用いた画像形成方法
で繰り返し使用していると画像濃度の低下、カブリの増
加、あるいは解像力、ライン再現性が悪化するなどして
画質が劣化してくることがあった。

この時、現像器中のトナーの粒度分布を測定したところ
、初期に比べ変化しており、画質の劣化はトナーの選択
的現像によるものであるとが判明した。

また一般に、−成分現像方式に於いては画像形成を繰り
返すと、粒径の小さなトナーがトナー担持体表面に、そ
の高い帯電量に依る鏡映力のため付着し、他のトナー粒
子の摩擦帯電を阻害し、十分に帯電量をもてないトナー
粒子が増加し、濃度低下を引き起こす場合がある。この
ような現象は、低湿下に於いて特に現われやすく、トナ
ー担持体上のトナーが消費されない時（例えば、画像白
地部）に促進され、画像濃度低下となる。

一方、このような状態から、トナーを消費してゆくと（
例えば画像黒部）、この現象は緩和され次第に濃度が回
復してゆく。

従って、トナー担持体に消費部（画像部）と未消費部（
非画像部）が存在する状態から画像形成を行うと、画像
上に濃度の差（つまり、消費部で高濃度、未消費部で低
濃度）を生じる。

このような現象を以下では担持体メモリと呼ぶ。この担
持体メモリは形成のメカニズムから考えると、トナー担
持体メモリはトナー消費により解消される、すなわちト
ナー担持体の一回転の円周毎に軽減されてゆくことにな
る。従って、この現象が軽い場合には、画像上へのメモ
リは一回で消失するか、重い場合には何回も繰り返し現
われることがある。

また−成分現像方式を用いるトナーとしては磁性トナー
と非磁性トナーかあるが、磁性トナーは酸化鉄等の黒色
系の磁性材質を用いるために、カラー現像には適してい
ない。

近年カラー画像の需要が高まっており、カラー画像にお
ける高画質化か望まれている。

従って、非磁性トナーに於いては良好な耐久性、環境特
性を得、優れたカラー画質を得る為には、非磁性トナー
の粒度分布及びトナー担持体上に於ける摩擦帯電量が重
要な因子である。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述のごとき問題点を解決した、非対
称現像バイアスを用いる現像法に使用される非磁性トナ
ーを提供することにある。

他の目的は、耐久性に優れ、長期間の連続使用にあって
も画像濃度が高く、カブリのないカラー画像を安定的に
与える非磁性トナーを提供することにある。

更に他の目的は、階調性に富み、解像力、細線再現性に
優れたカラー画像を与える非磁性トナーを１是イ共する
ことにある。

更に他の目的は、低湿下に於いても、安定して高画像濃
度であるカラー画像を与える非磁性トナーを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、静電
荷像を保持する潜像保持体と、非磁性トナーを表面に担
持するトナー担持体とを現像部において一定の間隙を設
けて配置し、非磁性トナーをトナー担持体上に前記間隙
よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、トナー担持
体と潜像保持体との間に直流電圧と非対称交番電圧を印
加し、直流バイアス電圧を含む交番バイアス電圧の現像
側電圧成分を、逆現像側電圧成分（はぎ取り電圧成分）
より大きくし、かつ現像側電圧の印加時間を逆現像側電
圧のそれよりも小さくする現像方法に用いられる、結着
樹脂及び着色剤を少な（とも有する非磁性トナーに於い
て、該非磁性トナーが５＃Ｌｍ以下の粒径を有する非磁
性トナー粒子が１２個数％以上含有され、８〜１２．７
μｍの粒径な有する非磁性トナー粒子が３３個数％以下
で含有され、ｌ　６μｍ以上の粒径を有する非磁性トナ
ー粒子が２体積％以下で含有され、非磁性トナーの体積
平均粒径が４〜１０μｍであって、非磁性トナー粒子の
トナー担持体上での摩擦帯電量と非磁性トナーの体積平
均粒径が下記一般式（１）を満たすことを特徴とする非
磁性トナーに関する。

Ｑ　（μｃ／ｇ）　＝　Ｊ　（μｃ／ｇ）　＋　０．５
（＃Ｌｃ／ｇ）　Ｒ−＝　（１）ける現像性の関係を見
る為に０．５μｍ〜３０μｍにわたる粒度分布を有する
非磁性トナーを用いた検討を行った。これはトナー担持
体、潜像保持体間（約２５０μｍ）に一定の現像側電圧
（約１０００Ｖ　）をパルス状に与えた場合、トナーが
潜像保持体に付着し始める（転写、定着後の画像で画像
濃度で１．０以上となる様にする。）パルス巾とトナー
の粒度分布を見るものである。すなわち潜像保持体の表
面電位を一定にし、パルス巾を変化させ潜像を現像し、
潜像保持体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒
度分布を測定したところ、パルス巾２００μｓ以下では
、８μｍ以下の非磁性トナー粒子か多く、さらに５μｍ
以下の非磁性トナー粒子が多いことが判明した。また、
パルス１］をさらに小さくしてゆくと５μｍ以下の非磁
性トナー粒子が増加してゆく知見も得られた。

すなわち、粒径の小さいトナーはど潜像保持体へ到達す
る時間が早いことが判る。従って現像側バイアス印加の
際、その現像電界を高く、そして短時間に設定すること
によって粒径の小さなトナー粒子を選択的に現像するこ
とができる。

また逆現像側バイアス印加時には、はぎとり電界を低く
そして長時間に設定することにより、現像側バイアス時
に潜像保持体まで到達できなかった大きなトナー粒子或
いは帯電量の低いトナー粒子（移動速度が遅い）をトナ
ー担持体に時間をかけてしっかりと戻す。この際、潜像
担持体上に於いて画像部の粒径の小さなトナー粒子は、
鏡映力が強いこととはぎとり電界が低いこと等により、
はとんどはぎとられないが、飛散等によって非画像部に
付着したわすかな帯電量の小さなトナー粒子（カブリト
ナー粒子）は鏡映力が弱い為、はぎとり電界によってト
ナー担持体上に引ぎ戻される。

以上のように本発明における現像バイアスを用いた現像
法により階調性が得られ、画像濃度か高くカブリのない
画像が得られる。

しかしながらこのような現像法では１粒径の大きなトナ
ー粒子が非磁性トナー中に多く含有されていると、これ
らの粒子は、帯電量も小さなトナー粒子も生成しやすく
、現像されずに残留し、非磁性トナーの粒度分布に変化
をきたし、画質劣化を引き起こす。あるいは、帯電量が
低過ぎまたは高過ぎたりしても粒度分布に変化をきたし
やすく画質劣化を生じる。

方、０．５μｍ〜３０μｍにわたる粒度分布を有する非
磁性トナーを用いて、今回は感光体上の表面電位を変化
し、多数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コ
ントラストからハーフトーンへ、さらに、ごくわずかの
トナー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラス
トまで、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し
、感光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度
分布を測定したところ、８μｍ以下の非磁性トナー粒子
が多く、特に５μｍ以下の非磁性トナー粒子が多いこと
が判明した。すなわち、現像にもっとも適した５μｍ以
下の粒径の磁性トナー粒子が感光体の潜像の現像に円滑
に供給される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出
すことなく、真に再現性の優れた画像かえられるもので
ある。

本発明の構成について、詳しく説明をする。

５μｍ以下の粒径の非磁性トナー粒子が全粒子数の１２
個数％以上であることが良く、好ましくは１２〜６０個
数％が良く更に好ましくは１７〜５０個数％が良い。５
μｍ以下の粒径の非磁性トナー粒子が１２個数％以下で
あると、高画質に有効な非磁性トナー粒子か少なく、特
に、コピーまたはプリントアウトをつづけることによっ
てトナーが使われるに従い、有効な非磁性トナー粒子成
分が減少して、本発明で示すところの非磁性トナーの粒
度分布のバランスが悪化し、画質がしだいに低下してく
る。また、６０個数％を越えるると、非磁性トナー粒子
相互の凝集状態が生じやすく、本来の粒径以上のトナー
塊となるため、荒れた画質となり、解像性を低下させ、
または潜像のエツジ部と内部との濃度差が犬ぎくなり、
中ぬけ気味の画像となる場合もある。

また、８〜１２．７μｍの範囲の粒子が３３個数％以下
であることが良く、好ましくは１〜３３個数％が良い。

３３個数％より多いと、画質か悪化すると共に、必要以
上の現像、すなわち、トナーののりすぎが起こり、トナ
ー消費量の増大をまねく。

方、１個数％以下であると、高画像濃度が得られにくく
なることもある。

また、５μｍ以下の粒径の非磁性トナー粒子群の個数％
（Ｎ％）１体積％（７％）の間に、Ｎ／Ｖ＝−０，０４
Ｎ　＋　ｋなる関係があることか好ましい。

ここで、４．５≦に≦６．５の範囲の正数を示し、好ま
しくは４．５≦に≦６０であり、また１２≦Ｎ≦６０で
あり、この時の体積平均粒径は７〜１０μｍである。

ｋ＜４．５では、５．０μｍより小さな粒径の非磁性ト
ナー粒子数か少なく、画像濃度、解像性、鮮鋭さて劣っ
たものとなる傾向にある。従来、不要と考えがちであっ
た微細な非磁性トナー粒子の適度な存在が、現像におい
て、トナーの最密充填化を果たし、粗れのない均一な画
像を形成するのに貢献する。特に細線及び画像の輪郭部
を均一に埋めることにより、視覚的にも鮮鋭さをより助
長するものである。すなわち、ｋ＜Ｃ５ては、この粒度
分布成分の不足に起因して、これらの特性の点で劣った
ものとなる傾向にある。

別の面からは、生産上も、ｋ＜４．５の条件を満足する
には分級等の条件か厳しくなる方向てあり、収率及びト
ナーコスｌ−の点でも不利なものとなる。また、ｋ＞８
．５では、必要以上の微粉の存在によって、くり返しコ
ピーをつづけるうちに、粒度分布のバランスが崩れ、ト
ナーの凝集度か上かったり、摩擦帯電か有効に行なわれ
なかったりして、クリーニング不良やカブリを発生ずる
ことかある。

また、１６μｍ以上の粒径の非磁性トナー粒子か２．０
体積％以下であることが良く、さらに好ましくは１０体
積％以下てあり、さらに好ましくは０．５体積％以下で
ある。２．０体積％より多いと、細線再現における妨げ
になるはかりでなく、転写において、感光体上に現像さ
れたトナー粒子の薄層面に１６μｍ以上の粗めのトナー
粒子が突出して存在することで、トナー層を介した感光
体と転写紙間の微妙な密着状態を不規則なものとして、
転写条件の変動をひきおこし、転写不良画像を発生ずる
要因となる。

更に本発明の現像法では、１６μｍ以上のトナー粒子は
十分な帯電量をもてないと潜像保持体上に飛翔できずに
、トナー担持体上に多く残留し、粒度分布に変化をきた
したり、他のトナー粒子の摩擦帯電を阻害し、現像能力
を低下させ、画質劣化の原因となることが多い。

本発明の非磁性トナーの体積平均径は４〜１０μｍ、好
ましくは４〜９μｍであり、この値は先にのべた各構成
要素と切りはなして考えることはできないものである。

体積平均粒径４μｍ未満ては、グラフィック画像などの
画像面積比率の高い用途ては、転写紙上のトナーののり
量が少なく、画像濃度の低いという問題点が生じやすい
。これは、先に述べた潜像におけるエツジ部に対して、
内部の濃度が下がる理由と同し原因によると考えられる
。体積平均粒径１０μｍを越える場合では解像度が良好
でなく、また複写の初めは良くとも使用をつづりでいる
と粒度分布に変化をきたし画質低下を発生しやすい。

特定の粒度分布を有する本発明の非磁性トナーは、感光
体上に形成された潜像の細線に至るまで、忠実に再現す
ることが可能であり、網点およびデジタルのようなドツ
ト潜像の再現にも優れ階調性及び解像性にすぐれた画像
を与える。さらに、コピーまたはプリントアウトを続け
た場合でも高画質を保持し、かつ、高濃度の画像の場合
ても、従来の非磁性トナーより少ないトナー消費量で良
好な現像をおこなうことか可能てあり、経済性および、
複写機またはプリンター本体の小型化にも利点を有する
ものである。

本発明の非磁性トナーに適用される現像方法に於いては
上記の効果をより有効に発揮できるものである。

トナーの粒度分布は種々の方法によって測定てぎるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行った
。

すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターＴへ
−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数分布５体積分
布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣ：Ｘ
−１パーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し、
電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣ１水溶
液を調製する。測定法としては前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｐ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはア
ルキルベンゼンスルボン酸塩を０．１〜５ｍｊ）加え、
さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した
電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、
前記コールタ−カウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパチ
ャーとして１００μアバチＶ−を用いて、個数を基準と
して２〜４０μの粒子の粒度分布を測定して、それから
本発明に係るところの値を求めた。

本発明に於いて現像工程を実施した装置を具体的な一例
として挙げ、これを第５図に示し、本発明の構成につい
てさらに詳しく説明するが、これは本発明をなんら限定
するものではない。

第５図に於いて１は転写方式電子写真法に於ける回転ド
ラム式等の潜像保持体（謂る感光体）、転写方式静電記
録法に於ける回転ドラム式等の絶縁体、エレク１〜ロフ
ァックス法に於ける感光紙、直接方式静電記録法に於け
る静電記録紙等の潜像保持体で、その面に図に省略した
層像形成プロセス機器或いは同プロセス機構で静電気潜
像が形成され、矢印方向に面移動している。

２１ばトナーを収容したホッパ、２２はトナー担持体（
現像剤層支持部材）としての回転円筒体（以下スリーブ
と記す）である。

該スリーブ２２は図面上その略左半周面をホッパ２１内
に略左半周面をホッパ外に露出させて軸受支持させてあ
り、矢示方向に回転駆動される。２３はスリーブ２２の
上面に下辺エツジ部を接近させて配設したトナー塗布部
材としての弾性ブレードである。

スリーブ２２はその軸線が潜像保持体１の母線に略平行
であり、月つ潜像保持体１面に僅小な間隙αを存して接
近対向している。

潜像保持体１とスリーブ２２の各面移動速度（周速）は
略同−であるか、スリーブ２２の周速が若干早い。又潜
像保持体１とスリーブ２２間には交番バイアス電圧印加
手段Ｓ。と直流バイアス電圧印加手段Ｓ、によって、直
流電圧と交流電圧が重畳印加される。

而してスリーブ２２の略左半周面はホッパ２１内のトナ
ー溜りに常時接触していて、そのスリーブ面近傍のトナ
ーがスリーブ面に静電気力により付着保持される。スリ
ーブ２２が回転駆動されるとそのスリーブ面の付着トナ
ー層がドクターブレード２４位置を通過する過程で各部
略均−厚さの薄層トナー層Ｔ１として整層化される。ト
ナーの帯電は主としてスリーブ２２の回転に伴なうスリ
ーブ面とその近傍のトナー溜りのトナーとの摩擦接触に
よりなされ、スリーブ２２の上記トナー薄層面はスリー
ブの回転に伴ない潜像保持体１面側へ回動し、潜像保持
体１とスリーブ２２の最接近部である現像領域部Ａを通
過する。この通過過程でスリーブ２２面側のトナー薄層
のトナーが潜像保持体ｌとスリーブ２２間に印加した直
流と交流電圧による直流と交流電界により飛翔し現像領
域部Ａの潜像保持体１面と、スリーブ２２面との間を往
復運動する。そして最終的にはスリーブ２２例のトナー
が潜像保持体１面に潜像の電位パターンに応じて選択的
に移行付着してトナー像Ｔ２が順次に形成される。

現像領域部Ａを通過してトナーが選択的に消費されたス
リーブ面はホッパ２１のトナー溜りへ再回動することに
よりトナーの再供給を受け、現像領域部Ａへは常にスリ
ーブ２２のトナー薄層Ｔ、面が回動し、繰り返し複写工
程が行なわれる。

ところでこのような現像方式（１成分非接触現像法）を
採用した場合に於ける問題の１つとしてスリーブ表面近
傍のトナーの付着力増大による現像性低下現象が起こる
場合がある。つまりスリーブ２２の回転によりトナーと
スリーブが常に接触摩擦し、次第のトナーの帯電量が大
きくなることでスリーブとの静電気力（クーロン力）が
増大し、潜像保持体１へのトナーの飛翔力が弱まり、ス
リーブ近傍に滞留し、他のトナーの摩擦帯電を阻害し、
現像性低下を生じる現象である。これは、低湿下や複写
工程の繰り返しにより発生する。また同様のメカニズム
から前述の担持体メモリも生ずる。

さて、トナーをスリーブから潜像保持体】へ飛翔させる
力は交流バイアス電界によって充分に潜像面へ到達し得
るべく加速度ａを与えねばならない。トナーの重量をｍ
としてその力ｆば、ｆ＝ｍ−ａで与えられる。トナーの
電荷をｑとし、スリーブとの距離をｄ、交番バイアス電
界をで表わされ、スリーブとの静電吸着力と電界力との
かね合いてトナーの潜像面への到達力が決定される。

ここでスリーブ近傍に集まり易い５μｍ以下のトナーも
飛翔させるには、電界を太き（すればよい。しかし、単
純に現像側バイアス電圧を上げることは、潜像パターン
に関係なく潜像側へ飛翔することになり５μｍ以下のト
ナー粒子はその傾向が強く、地力ブリが問題となる。さ
らに、逆現像バイアス電圧を大きくすることで地力ブリ
は防止できるが潜像保持体１とスリーブ２２間に交番バ
イアス電界を大きく印加すると直接潜像保持体１とスリ
ーブ２２間で放電が発生し、著しく画像性を乱してしま
う。

また、逆現像バイアス電圧も大きくしていくと、非潜像
部のみならず、潜像パターンに現像したトナーをもはぎ
取る結果となり潜像保持体への鏡映力が比較的弱い８〜
１２．７μｍのトナー粒子がとり除かれ、潜像部の顕像
パターンも乱してしまい、トナーののりが悪くなり、階
調性、ライン再現性が悪化し中ヌケ等が発生しやすくな
る。

以上の結果から、交番バイアス電界をあまり大きくせず
、かつ逆現像側バイアス電圧を低く抑えて、スリーブ近
傍のトナーを飛翔・往復動させる必要がある。

そこで本発明では、交番バイアス電界の大きさだけでな
く、印加時間も制御する現像法に適合する摩擦帯電量を
トナー担持体上で有することができかつ粒度分布を有す
るトナーとすることで本目的を達成した。つまり、交番
バイアスの周波数は変えずに現像側バイアス電界を大き
くし、かつ現像側バイアス電界の印加時間を短くし、そ
れに伴って逆現像側バイアス電界を低く抑えて、その印
加時間を長くするという交番バイアスのデユーティ比を
制御する方法に適合させた。

ここで「交流バイアス電界のデユーティ比」は下式のよ
うに定義する。

ａ：電界極性が正・負交互に周期的に変化する交流バイ
アスの１周期分に於いてトナーを潜像保持体側へ移行さ
せる方向の極性の電界成分の印加時間。この時直流バイ
アス電界は除去している。

ｂ：逆にトナーを潜像保持体側から引キ鵬す方向の極性
の電界成分の印加時間 この方式を用いることで現像側バイアス電界を十分強く
することによってスリーブ上の画質を向上さぜる為に必
須の成分である５＃Ｌｍ以下のトナー粒子を効果的に飛
翔往復運動させることに合致し、スリーブ表面への付着
を防止するに至った。

すなわち、画像濃度低下、担持体メモリを生じにくくな
る。

さらに、逆現像側バイアス電界は低く抑えられても、逆
に十分長い時間印加されることで潜像パターン以外に付
着した余剰トナーを潜像保持体１から引き離す力が得ら
れ、地力ブリを防止できる。

この時、逆現像側バイアス電界は低く抑えられているの
でトナーののりの為の必須成分である８〜１２．７μｍ
のトナー粒子がはぎとられることはない。−例として第
６図に本発明に用いられる交番バイアス電圧の波形を示
す。

つまり、逆現像側バイアス電界は弱くても時間を長（す
ることで潜像保持体から引き離す力の実効値は同じにな
っている。かつ、潜像パターンに現像したトナー像をも
乱すこともないため階調性のある良好な画像性を得るに
至った。

ところで、一般式（１）において２≦Ｊ≦２０（４≦Ｊ
≦１８）の範囲内である様にトナー担持体上で非磁性ト
ナーが帯電すれば良好な現像性が得られ、本発明に用い
られる現像法に依り優れた画質の画像が得られる。しか
しなからこの時、１６μｍ以上の非磁性トナー粒子は帯
電が不十分となることがあり現像に供されることがなく
なり、粒度分布変化の要因になり得るので２体積％以下
にする必要がある。

またＪ＜２の場合には、８〜１２７μｍの非磁性トナー
粒子が逆現像側バイアスによって潜像保持体よりはぎと
られ、トナーののりが悪くなり、中ヌケやラインの乱れ
を生しやすくなる。またトナー粒子の飛翔も減少してく
るので十分な画像濃度が得られにくくなり、貧弱な画質
となり易い。

一方、Ｊ〉２０の場合には、５μｍ以下の非磁性トナー
粒子が本発明に於ける現像側バイアスによっても飛翔し
づらくなり、５μｍ以下の非磁性トナーの効果である高
画質を実現できなくなる。更にトナー担持体上に蓄積し
やすくなり、他のトナー粒子の摩擦帯電を阻害するなと
して、現像能力の悪化をもたらし、画像濃度低下、担持
体メモリ、ガサツキ、カブリ等を生じる様になる。

ここで１６μｍ以上のトナー粒子か２体積％をＭえる場
合に選択現像を防止する為にトナーの帯電量を大きくす
ることか考えられる。

この場合には、大きな粒子が増加するので、本発明の目
的とする高画質か達成されないことはもとより、のりす
きによるライン、文字のつぶれ、また飛び散り等か生し
るようになる。また５μｍ以下のトナー粒子のトナー相
持体上への固着が防止しづらくなり、本発明の現像バイ
アスによっても画像濃度低下、担持体メモリを引き起こ
す場合がある。

本発明によれは交番バイアス電界の現像側バイアス電界
か強くスリーブ近傍のトナーも飛翔できることから、ス
リーブ近傍の電荷量の大きいトナーかより強く潜像パタ
ーンに現像される。そのため弱い潜像パターンにも高い
電荷量のトナーの静電気力により強く付着することがで
き、画像的にもエツジ効果のある解像度の良好な現像が
でき、高画質化を実現する為の有効成分である５μｍ以
下の非磁性トナー粒子を効果的に利用でき、著しく良好
な画質を得ることができる。

本発明に用いられる現像法に於いてはスリーブと潜像保
持体との間隙は、実施例に於いては０．３１１ｍで行っ
たが０．１ｍｍから０．５ｍｍまで本発明による現像方
式により十分な現像が可能である。これば従来の現像方
式に比べ、現像側バイアスが大きくなるため、スリーブ
と潜像保持体との間隙が大きくても現像できる結果であ
る。

交番バイアス電圧の絶対値が１．ｏｋＶ以上であれば十
分満足できる画像が得られる。さらに、潜像保持体への
リークを考慮すれば、交番バイアス電圧の絶対値は１．
ＯｋＶ以上、　２．ＯｋＶ以下が望ましい。ただし、こ
のリークもスリーブと潜像保持体との間隙により変動す
ることは同然である。

次に交番バイアス周波数は１．０ｋＨｚから５．０ｋＨ
ｚが好ましい。周波数が１．０ｋＨｚ以下になると、階
調性か良くなるか、地力ブリを解消するのか困難となる
。これは、トナーの往復運動回数が少ない低周波領域で
は非画像部でも現像側バイアス電界による潜像保持体へ
のトナーの押しつけ力が強くなり過ぎ、逆現像側バイア
ス電界によるトナーのはぎ取り力によっても完全に非画
像部に付着したトナーを除去できないためと考えられる
。そして、周波数が５．０ｋＨｚ以上になるとトナーが
潜像保持体に充分接触しないうちに逆現像側のバイアス
電界が印加されることになり現像性が著しく低下する。

つまりトナー自身が高周波電界に応答できなくなる。特
に本発明によれは交番バイアス電界の周波数は１．５ｋ
Ｈｚから３ｋＨｚで最適な画像性を示す。

最後に本発明の交番バイアス電界波形を満足するデユー
ティ比は略５０％未満であればいいが、画像性も考慮す
ると、１０％≦デユーティ比≦４０％であることが良い
。デユーティ比が４０％を越えると、前述の欠点が目立
ち始め、本発明の更なる高画質化への効果か弱められる
。デユーティ比１０％未満になると、上記ても説明した
トナー自身の交番バイアス電界応答性が悪くなり現像性
か低下してしまう。特にデユーティ比の最適値は１５％
≦デユーティ比≦３５％である。

更に交番バイアス波形は矩形波、サイン波、のこぎり波
、三角波等の波形が適用てぎる。

本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、オイル
塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装置を使用す
る場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が可能である
。

例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポ
リビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単
重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチ
レン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフ
タリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体、スチレンメタクリル酸エステル共重合体、スチレン
−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレンービニルメヂルエ
ーテル共重合体、スチレンービニルエチルエーテル共重
合体、スチレンービニルメヂルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジェン共重合体、スチレン−イソブレン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体な
どのスチレン系共重合体：ポリ塩化ビニル、フェノール
ｔａｉｌ脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マ
レイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢
酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
ウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂
、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂
、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用てきる
。

オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式におい
ては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がローラ
に転穆するいわゆるオフセット現象、及びトナー像支持
部材に対するトナーの密着性か重要な問題である。より
少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中も
しくは現像器中でブロッキングもしくはケーキングし易
い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけれ
はならない。それゆえ、本発明においてオイルを殆ど塗
布しない加熱加圧ローラ定着方式を用いる時には、結着
樹脂の選択がより重要である。好ましい結着物質として
は、架橋されたスチレン系共重合体もしくは架橋された
ポリエステルがある。

スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノ
マーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブヂル、アクリル酸ド
デシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチル
ヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブヂ
ル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタク
リニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を有
するモノカルボン酸もしくはその置換体；例えば、マレ
イン酸、マレイン酸ブヂル、マレイン酸メチル、マレイ
ン酸ジメチルなとのような二重結合を有するジカルボン
酸およびその置換体：例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、
安息香酸ビニルなとのようなビニルエステル類；例えば
エヂレン、プロピレン、ブヂレンなどのようなエチレン
系オレフィン類：例えばビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトンなとのようなビニルケトン類；例えはビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類；等のビ
ニル単量体が単独もしくは２つ以上用いられる。

ここで架橋剤としては主として２個以上の重合可能な二
重結合を有する化合物か用いられ、例えば、ジビニルヘ
ンセン、シヒニルナフタレンなどのような芳香族ジビニ
ル化合物：例えばエチレングリコールジアクリレート、
エチレングリコールジメタクリレート、１．３−ブタン
ジオールジメタクリレートなとのような二重結合を２個
有するカルホン酸エステル、シヒニル）７ニリン、ジビ
ニルエーテル、シヒニルスルフィト、ジビニルスルホン
なとのジビニル化合物；および３個以上のビニル基を有
する化合物、が単独もしくは混合物として用いられる。

また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナー
用結着樹脂の使用が可能であり、例えはポリエチレン、
ポリプロピレン、ボリメヂレン、ポリウレタンエラスト
マー、エヂレンーエヂルアクリレート共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチレン
−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどがある。

また、本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナー粒子
に配合（内添）、または）・ナー粒子と混合（外添）し
て用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シ
ステムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり
、特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさらに
安定したものとすることが可能であり、荷電＃ＩＪ御剤
を用いることで先に述べたところの粒径範囲毎による高
画質化のための機能分離及び相互補完性をより明確にす
ることができる。正荷電制御剤としては、ニグロシンお
よび脂肪酸金属塩等による変成物、トリブヂルベンジル
アンモニウムー１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン
酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレー
トなどの四級アンモニウム塩；ジブチルスズオキサイド
、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロへキシルスズオ
キサイドなどのジオルカッスズオキサイド、ジブチルス
ズホレート、ジブチルスズホレート、ジシクロヘキシル
スズボレートなどのジオルガノスズボレートを単独であ
るいは２種類以上組合せて用いることができる。これら
の中ても、ニグロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷
電制御剤が特に好ましく用いられる。

また、一般式 ％式％：３ Ｒ２，Ｒ３：置換または未置換のアルキル基（好ましく
は、Ｃ３〜ＣＺ） で表わされる千ツマ−の単重合体、または前述したよう
なスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルなどの重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤
として用いることができ、この場合これらの荷電制御剤
は、結着樹脂（の全部または一部）としての作用をも有
する。

本発明に用いることのできる負荷電性制御剤としては、
例えは有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その例
としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（１１
）アセデルアセトナート、３．５−ジターシャリ−ブチ
ルサリチル酸′クロム等があり、特にアセチルアセトン
金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、
特にサリチル酸系金属錯体、サリチル酸系金属塩が好ま
しい 上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しない
もの）は、微粒子状として用いることが好ましい。この
場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的には、
４μｍ以下（更には３μｍ以下）か好ましい。

トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部（更には０
．２〜１０重量部）用いることが好ましい。

また、本発明の非磁性トナーにはシリカ微粉末を添加す
ることか好ましい。本発明の特徴とするような粒度分布
を有する非磁性トナーでは、比表面積が従来のトナーよ
り大きくなる。摩擦帯電のために非磁性トナー粒子と、
円筒状の導電性スリーブ表面と接触せしめた場合、従来
の非磁性トナーよりトナー粒子表面とスリーブとの接触
回数は増大し、トナー粒子の摩耗やスリーブ表面の汚染
が発生しやすくなる。本発明に係る非磁性トナーと、シ
リカ微粉末を組み合せるとトナー粒子とスリーブ表面の
間にシリカ微粉末か介在することで摩耗は著しく軽減さ
れる。これによって、非磁性トナーおよびスリーブの長
寿命化かはかれると共に、安定した帯電性も維持するこ
とができ、長期の使用にもより優れた非磁性トナーを有
する一成分系現像剤とすることが可能である。さらに、
本発明で主要な役割をする５μｍ以下の粒径な有する非
磁性トナー粒子は、シリカ微粉末の存在で、より効果を
発揮し、高画質な画像を安定して１是イ共することがで
きる。

シリカ微粉体としては、乾式法およびび湿式法で製造し
たシリカ微粉体をいずれも使用できるか、耐フィルミン
グ性、耐久性の点からは乾式法によるシリカ微粉体を用
いることが好ましい。

ここで言う乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相
酸化により生成するシリカ微粉体の製造法である。例え
ば四塩化ケイ素ガスの酸素水素中における熱分解酸化反
応を利用する方法で、基礎となる反応式は次の様なもの
である。

５ｉＣ１１４＋　２　Ｈ２＋　０２→５ｉ０２＋　４　
ＨＣｌ又、この製造工程において例えば、塩化アルミニ
ウム又は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケ
イ素ハロゲン化合物と共に用いる事によってシリカと他
の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能であり、それ
らも包含する。

本発明に用いられる、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸
化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例え
ば、以下の様な商品名で市販されているものがある。

ＡＥＲＯ５ＩＬ　　　　　　　　　　　１３０（日本ア
エロジル社）２００ ０×５０ Ｔ６００ ０Ｘ８０ ０Ｘ１７０ ＣＯに８４ Ｃａ−０−５ｉＬ　　　　　　　　　　　　Ｍ　−５（
ＣへＢＯＴＯＧｏ、　　社）　　　　　　　　　　　Ｍ
Ｓ−７Ｓ−５ Ｈ−５ Ｗａｃｋｅｒ　ＨＤＫ　Ｎ　２０　　　　　　　　　Ｖ
　１５（ＷＡＣＫＥＲ−Ｃ）ＩＥＭＩＥ　　ＧＭＢｌｌ
　　社）　　　　　Ｎ２０Ｅ３つ Ｄ−ＣＦｉｎｅ　　５ｉｌｉｃａ （ダウコーニングＧｏ、社） Ｆｒａｎｓｏｌ （Ｆｒａｎｓｉ１社） 方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製造す
る方法は、従来公知である種々の方法か適用できる。た
とえば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反応式
で下記に示す。

Ｎａ２０−ＸＳｉＯ２＋ＨＣ＃　＋ｆ１２０−＋５ｉ０
２・ｎＨ２Ｏ＋ＮａＣｊ＋その他、ケイ酸ナトリウムの
アンモニア塩類またはアルカリ塩類による分解、ケイ酸
ナトリウムよりアルカリ土類金属ケイ酸塩を生成せしめ
た後、酸で分解しケイ酸とする方法、ケイ酸ナトリウム
溶液をイオン交換樹脂によりケイ酸とする方法、天然ケ
イ酸またはケイ酸塩を利用する方法なとかある。

ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素（シリ
カ）、その他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム
、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛な
どのケイ酸塩をいずれも適用できる。

湿式法て合成された市販のケイ酸微粉体としては、例え
は、以下のような商品名で市販されているものがある。

カープレックス　　　　塩野薮製薬 二−ブシール　　　日本シリカ トクシール、ファインシール　徳　山　曹達ビ　　タ　
　シ　　−　　ル　　　　　　　　多　木　製　肥ジル
トン、シルネックス　　　水　沢　化　学ス　　タ　　
−　　シ　　ル　　　　　　　　神　島　化　学ヒ　　
メ　　ジ　　−　　ル　　　　　　　　愛　媛　薬　品
す　イ　ロ　イ　ト　　　　　富士デビソン化学）１ｉ
−ｓｉｌ　（ハイシール） Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ　Ｐｌａｔｅ　Ｇｌａｓｓ、　Ｃ
。

（ビッツハーグ　プレート　グラス） Ｄｕｒｏｓｉｌ　（ドウロシール） Ｕｌｔｏｒａｓｉｌ　　（ウルトラシール）Ｆｉｉｌｌ
ｓｔｏｆｆ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ　Ｍａｒｑｕａ
ｒｔ（フユールストツフ・ゲゼールシャフトマルクオル
ト） Ｍａｎｏｓｉｌ（マノシール） Ｈａｒｄｍａｎ　　ａｎｄ　　Ｈｏ１ｄｅｎ（ハートマ
ン　アント ホールデン） １１ｏｅｓｃｈ　（ヘラシュ） Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ　　Ｆａｂｒｉｋ　　Ｈｏｅｓｃｈ
　　Ｋ−Ｇ（ヒエミッシエ・ファブリーク・ヘラシュ）
Ｓｉｌ−５ｔｏｎｅ　　（シル−ストーン）Ｓｔｏｎｃ
ｒ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｃｏ、（ストーナーラハ Ｎａｌｃｏ　　（ナルコ） Ｎａｌｃｏ　Ｃｈｅｍ、　Ｇｏ、　　（ナルコケミカル
） ＱＩＩＳＯ（クツ） Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ　　Ｑｕａｒｔｚ　　Ｃｏ。

（フィラデルフィア　り才 ツ） Ｔｍｓｉｌ　　（イムシル） １１１ｉｎｏｉｓ　Ｍｉｎｅｒａｌｓ　Ｃ。

（イリノイス　ミネラル） Ｃａｌｃｉｕｍ　５ｉｌｉｋａｔ　　（カルシウム　シ
リカート）Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ　Ｆａｂｒｉｋ　）Ｉｏ
ｅｓｃｈ、　Ｋ−Ｇ（ヒエミッシェ　フアプリーク　ヘ
ラシュ）Ｃａｌｓｉｌ　（カルジル） Ｆｉｉｌｌｓｔｏｆｆ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ　　
　Ｍａｒｑｕａｒｔ（フユールストツフーケゼールシャ
フトマルクオルト） Ｆｏｒｔａｆｉｌ　（フォルタフイル）Ｉｍｐｅｒｉａ
ｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、　Ｌｔ
ｄ。

（インペリアル　ケミカル　インダストリーズ） Ｍｉｃｒｏｃａｌ　（ミクロカル） Ｊｏｓｅｐｈ　　Ｃｒｏｓｆｉｅｌｓ　　＆　　５ｏｎ
ｓ　　Ｌｔｄ（ショセフ　クロスフィールド　アンドサ
ンズ） Ｍａｎｏｓｉｌ　（マノシール） Ｈａｒｄｍａｎ　　ａｎｄ　　Ｈｏ１ｄｅｎ（ハードマ
ン　アンド　ホールデン） ＶｕｌｋａｓＮ　（ブルカシール） Ｆａｒｂｅｎｆａｂｒｉｋｅｎ　　Ｂｒｙｅｒ、　　八
、−Ｇ（ファルヘンファブリーケンハーヤー）Ｔｕｆｋ
ｎｉｔ　　（タフーット） Ｄｕｒｈａｍ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、　Ｌｔｄ。

（トウルハム　ケミカルズ） シ　　ル　　モ　　ス　　　　　　白　　石　　工　　
業スターレックス　　　神　島　化　学 フ　リ　コ　シ　ル　　　　　多　　木　　製　　肥上
記シリカ微粉体のうちで、ＢＥＴ法て測定した窒素吸着
による比表面積か３０ｍ２７ｇ以上（特に５０〜４ｏｏ
ｍ２／ｇ　）の範囲内のものが良好な結果を与える。磁
性トナー１００重量部に対してシリカ微粉体０．０１〜
８重量部、好ましくは０．１〜５重量重量部使 用３るのが良い。

また、本発明の非磁性トナーのように正荷電性磁性トナ
ーとして用いる場合には、トナーの摩耗防止、スリーブ
表面の汚損防止のために添加するシリカ微粉体としても
、負荷電性であるよりは、正荷電性シリカ微粉体を用い
た方が帯電安定性を損うこともなく、好ましい。

正帯電性シリカ微粉体を得る方法としては、上述した未
処理のシリカ微粉体を、側鎖に窒素原子を少なくとも１
つ以上有するオルガノ基を有するシリコンオイルで処理
する方法、あるいは窒素含有のシランカップリング剤で
処理する方法、またはこの両者で処理する方法がある。

尚、本発明において正荷電性シリカとは、ブローオフ法
で測定した時に、鉄粉キャリアーに対しプラスのトリボ
電荷を有するものをいう。

シリカ微粉体のＩＡ理に用いる、側鎖に窒素原子を有す
るシリコンオイルとしては、少なくとも下記式で表わさ
れる部分構造を具備するシリコンオイルか使用できる。

Ｒ＋　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒ
＋５ｌ−０−および／または　−５ｊ−０−（式中、Ｒ
１は水素、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基
を示し、Ｒ２はアルキレン基またはフェニレン基を示し
、Ｒ３およびＲ４は水素、アルキル基、またはアリール
基を示し、Ｒ５は含窒素複素環基を示す） 上記アルキル基、アリール基、アルキレン基、フェニレ
ン基は窒素原子を有するオルガノ基を有していても良い
し、また帯電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換基
を有していても良い。

また、本発明で用いる含窒素シランカップリング剤は、
一般に下記式で示される構造を有する。

ＲＩＩＳｉ　　Ｙｎ （Ｒは、アルコキシ基またはハロゲンを示し、Ｙはアミ
ノ基または窒素原子を少なくとも１つ以上有するオルガ
ノ基を示し、ｍおよびｎは１〜３の整数であってｍ＋ｎ
＝４である。） 窒素原子を少なくとも１つ以上有するオルカッ基として
は、有機基を置換基として有するアミノ基または含窒素
複素環基または含窒素複素環基を有する基か例示される
。含窒素複素環基としては、不飽和複素環基または飽和
複素環基があり、それぞれ公知のものが適用可能である
。不飽和複素環基としては、例えば下記のものか例示さ
れる。

飽和複素環基としては、例えば下記のものが例ボされる
。

本発明に使用される複素環基としては、安定性を考慮す
ると五員環または六員環のものが良い。

そのような処理剤の例としてはアミノプロピルトリメト
キシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジメ
チルアミノプロピルトリメトキシシラン、シエチルアミ
ノブロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロビルトリ
メトキシシラン、モノブチルアミノプロビルトリメトキ
シシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブチ
ルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノ
フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−γ
−プロピルフェニルアミン、トリメ１〜キシシリル−γ
−プロピルベンジルアミン等があり、さらに含窒素複素
環としては前述の構造のものが使用でき、そのような化
合物の例としては、トリメトキシシリル−γ−プロピル
ピペリジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルポ
リン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール
等がある。

これらの処理された正荷電性シリカ微粉体の適用量は、
正荷電性磁性トナー１００重量部に対して、０．０１〜
８重量部のときに効果を発揮し、特に好ましくは０．１
〜５重量部添加した時に優れた安定性を有する正のＩＦ
電性を示す。添加形態については好ましい態様を述べれ
ば、正荷電性非磁性トナー１００重量部に対して、０．
１〜３重量部の処理されたシリカ微粉体がトナー粒子表
面に付着している状態にあるのが良い。なお、前述した
未処理のシリカ微粉体も、これと同様の適用量て用いる
ことができる。

また、本発明に用いられるシリカ微粉体は、必要に応し
てシランカップリング剤、疎水化の目的で有機ケイ素化
合物などの処理剤で処理されていても良く、シリカ微粉
体と反応あるいは・物理吸着する上記処理剤で処理され
る。そのような処理剤としては、例えばヘキサメチルジ
シラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン
、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン
、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラ
ン、アリルフエニルジクロルシラン、ヘンシルジメチル
クロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α
−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルト
リクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、
トリオルガ゛ノシリルメルカブタン、トリメチルシリル
メルカプタン、トリオルカッシリルアクリレート、ビニ
ルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン
、ジメチルジメトキシシラン、シフェニルシエトキシシ
ラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３ジビニルテト
ラメチルジシロキサン、１３−ジフェニルテトラメヂル
ジシロキサン、および１分子当り２から１２個のシロキ
サン単位を有し、末端に位置する単位にそれぞれ１個宛
のＳｉに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキ
サン等かある。

これら４　ｆｆｆｌあるいは２種以上の混合物で用いら
れる。

また、本発明において、フッ素含有重合体の微粉末、例
えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフ
ルオライド等およびテトラフルオロエヂレンービニリデ
ンフルオライド共重合体の微粉末を添加することは好ま
しい。特に、ポリビニリデンフルオライド微粉末が流動
性および研磨性の点で好ましい。トナーに対する添加量
は０．０１〜２．０　ｗｔ％、特に００２〜１．０　ｗ
ｔ％が好ましい。

特に、シリカ微粉末と上記微粉末と組み合わせた非磁性
トナーにおいては、理由は明確ではないが、トナーに付
着したシリカの存在状態を安定化せしめ、例えば、付着
したシリカかトナーから遊離して、トナー摩耗やスリー
ブ汚損への効果が減少するようなことがなくなり、かつ
、帯電安定性をさらに増大することが可能である。

また、シリカ微粉末の代わりにＢＥＴ比表面積５０〜４
００ｍ２７ｇの酸化チタン微粉末（Ｔｉ０２）を用いて
も良い。さらに、シリカ微粉末と酸化チタン微粉末の混
合粉体を用いてもよい。

本発明の非磁性トナーは、必要に応じて着色剤を混合す
ることが好ましい。着色剤としては従来より知られてい
る染料、顔料か使用可能であり、例えば、ニグロシン、
カーボンブラック、フタロシアニンブルー、ピーコック
ブルー、パーマネントレッド、レーキレッド、ローダミ
ンレーキ、バンザイエロー、パーマネントイエロー、ヘ
ンジジンイエロー等広く使用することかできる。

その含有量として、結着樹脂１００部に対して０５〜２
０重量部、さらに０１１　Ｐフィルムの透過性を良くす
るためには１２重量部以下か好ましく、さらに好ましく
は０．５〜９重量部が良い。

また、必要に応じて他の添加剤を用いてもよい。他の添
加剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化スズの
ごとき導電性付与剤を０．１〜５ｗｔ％添加すると、ス
リーブ上での過度の帯電を抑え、安定した帯電状態を維
持できる。また、平均粒径００５〜３μｍ、好ましくは
０．１〜１μｍの球状微粒子樹脂粉の添加も同様の効果
を得ることかでき、また、画質の鮮鋭さを増すのに有効
である。

添加量００１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０５〜５ｗ
ｔ％、さらに好ましくは０．０５〜２’ｖｔ％が良い。

非磁性トナーに対して、逆極性の球状微粒子樹脂粉が逆
帯電性または弱同極性帯電であることが好ましい 他の添加剤としては、例えばステアリン酸亜鉛の如き滑
剤、あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素の如き研磨剤あ
るいは例えはコロイダルシリカ、酸化アルミニウムの如
き流動性付与剤、ケーキング防止剤がある。

また、熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分子
量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロク
リスタリンワックス、カルナバワックス、サゾールワッ
クス、パラフィンワックス等のワックス状物質を０．５
〜５ｗｔ％程度磁性トナーに加えることも本発明の好ま
しい形態の１っである。

本発明に係る静電荷像現像用非磁性トナーを作製するに
はビニル系、非ヒニル系の熱可塑性樹脂、必要に応じて
着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、その他の添
加剤等をボールミルの如き混合機により充分混合してか
ら加熱ロール、ニーダ−、エクストルーダーの如き熟混
錬機を用いて溶融、捏和及び練肉して樹脂類を互いに相
溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せしめ、冷
却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発明に係る
ところの非磁性トナーを得ることが出来る。

なお、本発明において担持体上のトナー層の電荷量はい
わゆる吸引式ファラデーケージ法を使用して求めた。こ
の吸引式ファラデーケージ法は、その外筒をトナー担持
体に押しつけて担持体上の一定面積上のすべてのトナー
を吸引し、内筒のフィルターに採集してフィルターの重
量増加分よりトナー担持体上の単位面積当りのトナー層
の重量を計算することかできる。それと同時に外部から
静電的にシールドされた内筒に蓄積された電荷量を測定
することによってトナー担持体上の電荷量を求めること
ができる方法である。

本発明において、細線再現性は次に示すような方法によ
って測定を行った。すなわち、正確に幅１００μｍとし
た細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件てコピー
した画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルー
セックス４５０粒子アナライザーを用いて、拡大したモ
ニター画像から、インジケーターによって線幅の測定を
行う。このとき、線幅の測定位置はトナーの細線画像の
幅方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測
定点とする。これより、細線再現性の値（％）は、下記
式によって算出する。

本発明において、解像力の測定は次の方法によって行っ
た。すなわち、線幅及び間隔の等しい５木の細線よりな
るパターンで、１ｍｍの間に２．８　、３．２．３．６
．４．０．４．５．５．０．５．６．６．３．７．１又
は８０本あるように描かれているオリジナル画像をつく
る。この１０種類の線画像を有するオリジナル原稿を適
正なる複写条件でコピーした画像を、拡大鏡にて観察し
、細線間か明確に分離している画像の本数（木／ｍｍ）
をもって解像力の値とする。

この数字が大きいほど、解像力が高いことを示す。

［実施例］ 以下本発明を実施例により更に具体的に説明するが、こ
れは本発明をなんら限定するものではない。なお以下の
配合における部数はすべて重量部である。

実施例１ 前述したセレン感光ドラムを具備した現像装置を有する
画像形成装置を用いて以下の磁性トナーの複写テストを
行った。

尚本実施例で用いた交番バイアス電圧の波形を第６図に
示す。（デュ・−ティ比２０％）上記材料をブレンダー
でよく混合した後、１５０°Ｃに設定した２軸混練押出
機にて混練した。

得られた混練物を冷却し、カッターミルにて粗粉砕した
後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、
得られた微粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級
粉を生成した。さらに、得られた分級粉をコアンダ効果
を利用した多分割分級装置（日鉄鉱業社製エルボジェッ
ト分級機）で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去し
て青色微粉体（非磁性トナー）を得た。この非磁性トナ
ーの粒度分布を第１表に示す。

得られた青色微粉体の非磁性トナー１００部に疎水性乾
式シリカ（ＢＥＴ比表面積２００ｍ”７ｇ）　０．６部
を加え、ヘンシェルミキサーで混合した。

この非磁性トナーを前述した画像形成装置にて１０．０
００枚複写した結果及びトナー担持体上の体積平均粒径
を第２表に示し、テスト中に測定されたトナー担持体上
のトナーの帯電量も示す。

第２表からも明らかな様に解像力、細線再現性にイ愛れ
、かぶりがなく画像濃度の高い画像が安定して得られ、
担持体メモリも発生しなかった。また１５℃、１０％Ｒ
Ｈ下ても同様に良好な結果か得られた。

実施例２．３ 実施例１で使用した非磁性トナーの代わりに荷電制御剤
、シリカの添加量の変更および微粉砕分級条件をコント
ロールすることによって第１表に示すような粒度分布を
もつトナーを用いる以外は実施例１と同様にして複写テ
ストを行った。その結果を第２表に示すが、常に安定し
て鮮明な画像が得られた。更に１５℃、　１０％ＲＨ下
での複写テストでも同様の結果が得られた。

実施例４ 上記羽村を用い実施例１と同様にして得た、非磁性トナ
ーの粒度分布を、第１表に示す。

このトナーを用いて実施例１と同様の複写テストを行っ
た結果を第２表に示す。

この表からも明らかな様に優れた画質の画像が得られ、
１５℃、　１０％旧１下でも同様の結果であった。

実施例５６ 実施例４で使用した非磁性トナーの代わりに荷電制御剤
、シリカの添加量の変更および微粉砕分級条件をコント
ロールすることによって第１表にボずような粒度分布を
もつトナーを用いる以外は実施例４と同様にして複写テ
ストを行った。その結果を第２表に示すが、常に安定し
て高品位の画像が得られたが実施例５に於いてはトナー
担持体−周分の軽い担持体メモリが見られた。また１５
℃、］０％ＲＨ下での複写テストでも同様の結果が得ら
れた。

及凰１ｆｉ 交番バイアス波形を第７図に示す（デユーティ比３０％
）現像バイアス電源を用いる以外は実施例１と同様な複
写テストを行った。結果を第２表に示す。

この場合も実施例１と同様に良好な結果が得られた。

比ｊ目」↓ 交番バイアス波形を第８図に示す（デユーティ比２０％
）現像バイアス電源を用いる以外は実施例Ｉと同様の複
写テストを行った。その結果を第２表に示すが、画像濃
度が低かった。

嵐較■ユ 交番バイアス波形を第３図に示す（デユーティ比５０％
）現像バイアス電源を用いる以外は実施例１と同様の複
写テストを行った。その結果を第２表に示すが、実施例
１に比べ階調性に劣り、解像力、ライン再現性がやや劣
り、ややかぶりが見られた。またトナー担持体上メモリ
も見られた。

比較例３ 実施例１で得られた粗砕品から粉砕分級条件をコントロ
ールすることによって第１表に示すような粒度分布をも
つトナーを用いる以外は実施例１と同様にして複写テス
トを行った。その結果を第２表に示す。

初期は良好な画像が得られたが、複写を繰り返すと次第
にガサついた画像になり、解像度、細線再現性が劣って
きた。

比較例４ 上記羽村を用い実施例１と同様にして得た非磁性トナー
の粒度分布を第１表に示す。そして実施例１と同様にし
て行った複写テストの結果を第２表に示す。

中抜けの為画像濃度が低く、ラインも太さが安定してい
なかった。

上記材料を用い実施例工と同様にして得た、非磁性トナ
ーの粒度分布を、第１表に示す。

このトナーを用いて実施例１と同様にして行った複写テ
ストの結果を第２表に示す。

初期は良好な画像が得られたが複写を繰り返すと濃度低
下が見られ、担持体メモリも発生した。

更に１５°Ｃ，１０％ＲＨ下の複写テストでは、この傾
向が顕著なものとなった。

上記実施例１〜６並びに比較例４，５におけるトナーの
体積平均粒径（Ｒ）とトナー担持体上のトナー帯電量の
絶対値（Ｑ）とをプロットしたものが第９図である。こ
こで、斜線部分が式（１）を満足する範囲である。

（以下余白） ［発明の効果コ 本発明は、特定の粒度分布、摩擦帯電量を有する非磁性
トナーである為、非対称現像バイアスを用いる現像法に
適用した場合次のような優れた効果を発揮するものであ
る。

（１）耐久性に優れ、画像濃度が高く、かぶりのない鮮
明なカラー画像を与える非磁性トナーである。

（２）階調性に富み、解像力、細線再現性に優れ、カラ
ー画像における高品位の画像を与える非磁性トナーであ
る。

（３）低湿下に於いても画像濃度低下を引き起こさない
非磁性トナーである。

【図面の簡単な説明】

第１図は交番バイアス波形の模式図を示し、第２図はト
ナーの飛翔付着の模式図を示し、第３図は交番バイアス
波形の模式図を示し、第４図はバイアス成分の説明図を
示し、第５図は現像装置の概略的説明図を示し、第６図
〜第８図は交番バイアス波形の模式図を示し、第９図は
非磁性トナーに於ける体積平均粒径とトナー担持体上の
摩擦帯電量（μｃ／ｇ）の値をプロットしたグラフを示
す図である。 Ｔ・・・トナー　　　　　　　Ｔ１・・・トナー薄層Ｔ
２・・・トナー像　　　　　Ａ・・・現像領域α・・・
潜像保持体とトナー担持体の間隙Ｓ０・・・交番バイア
ス印加手段 Ｓｌ・・・直流バイアス印加手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電荷像を保持する潜像保持体と非磁性トナーを表面に
   担持するトナー担持体とを現像部において一定の間隙を
   設けて配置し、非磁性トナーをトナー担持体上に前記間
   隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、トナー担
   持体と潜像保持体との間に直流電圧と非対称交番電圧を
   印加し、直流バイアス電圧を含む交番バイアス電圧の現
   像側電圧成分を、逆現像側電圧成分（はぎ取り電圧成分
   ）より大きくし、かつ現像側電圧の印加時間を逆現像側
   電圧のそれよりも小さくする現像方法に用いられる、結
   着樹脂及び着色剤を少なくとも有する非磁性トナーに於
   いて、 該非磁性トナーが５μｍ以下の粒径を有する非磁性トナ
   ー粒子が１２個数％以上含有され、８〜１２．７μｍの
   粒径を有する非磁性トナー粒子が３３個数％以下で含有
   され、１６μｍ以上の粒径を有する非磁性トナー粒子が
   ２体積％以下で含有され、非磁性トナーの体積平均粒径
   が４〜１０μｍであって、非磁性トナー粒子のトナー担
   持体上での摩擦帯電量と非磁性トナーの体積平均粒径が
   下記一般式（１）を満たすことを特徴とする非磁性トナ
   ー。 Ｑ（μｃ／ｇ）＝Ｊ（μｃ／ｇ）＋０．５（μｃ／ｇ）
   Ｒ・・・（１）ただし２≦Ｊ≦２０（μｃ／ｇ） ４≦Ｒ≦１０ なる実数を示し、 Ｒは、非磁性トナーの体積平均粒径を示し、Ｑは、トナ
   ー担持体上における非磁性トナーの摩擦帯電量の絶対値
   を示す。